大爆炸模擬顯示時空旅行難以實現(組圖)

2011-04-16 20:17

美國科學家稱，他們威廉亚洲官网 的研究可能說明時空旅行是無法實現的。(網路圖片)

在實驗中，研究人員使用了一種由丙烯酸和黃金構成的新型合成材料，並採用一種獨特的方式讓光線發生偏折。(網路圖片)

宇宙大爆炸發生於137億年前，被認為是宇宙的創生時刻。(網路圖片)

這是美國科幻電影《回到未來》的劇照，這部影片對時空旅行進行了豐富的想像和描述。(網路圖片)

據英國每日郵報報導，如果你一直以來夢想著有一天能乘坐時光機回到過去，那麼最近的一項科學研究可能要潑你一盆冷水了。美國馬里蘭大學的科研人員的研究顯示，時空旅行可能是無法實現的，因此永遠只能出現在好萊塢電影的劇情之中。

伊格·斯莫亞尼諾夫(Igor Smolyaninov)和洪玉珠(Yu-Ju Hung，音譯)在實驗室中模擬了137億年前大爆炸的情景。這項實驗模擬的是大爆炸發生時光線和時間的流動情形，而並非大爆炸本身。

這項研究將有助於幫助科學家們理解為何時間總是向前流動，並且無序性(熵)總是不斷增加——為什麼我們總會不斷衰老而不是年輕？為什麼一個打碎的盤子不能復原？

在這份遞交給《物理評論快報》的論文中，斯莫亞尼諾夫將他們的工作描述為「簡單的實驗幾何學」。在實驗中，研究人員使用了一種由丙烯酸和黃金構成的新型合成材料，並採用一種獨特的方式讓光線發生偏折。

這種材料可以視作是一種隱身斗篷，它能偏轉光線，使其從物體的表面繞行，從而形成事實上的隱身效果。這種奇特的性質還可以被用在對宇宙的模擬方面，如對行星公轉以及黑洞內部光線的運動模式的研究等等。

當一束激光射向這種合成材料時，它會激發其表面的電漿體激元，它們只會沿著一個方向傳播。這種運動模式和大爆炸發生時大質量粒子的運動模式是相似的。

起初，研究人員們認為他們可以創造出時空旅行的條件，只要創設一種合成材料，使光線沿環形軌道運行，這在數學上等價於粒子的時空旅行。隨後將電漿體激元放入這種環形軌道，它便會被帶到最初的出發位置。

但實驗的結果顯示情況似乎要比預想的複雜得多。按照計畫用於和材料容器中的粒子發生反應的特定波長的光並不能在這一環形軌道上運行。用斯莫亞尼諾夫的話說就是：「看起來在這一模型中時間旅行是無法實現的。」

不過，研究小組也承認，這一結論對於回答「時空旅行是否可行」這一問題仍然不是全面的結論。

斯莫亞尼諾夫說：「它永遠不能告訴你真實情況下的大爆炸和真實時間流動的情景，但如果你進行研究，你或許可以取得一些發現，也或許就可以提出一些更有針對性的問題。」

舉個例子，這樣的研究將有助於科學家們更好的理解「大反衝」(Big Crunch)。這是一種有關宇宙最終命運的理論之一，即宇宙的最終收縮。根據這一理論，宇宙從大爆炸之後不斷膨脹，但一旦達到其最大尺度，星系之間的相互遠離將開始減慢並逐漸靠攏，觀測者將目睹普遍的星系「藍移」，最終的結果是宇宙中一切星系再度相聚成一點，成為最初的大爆炸情景的反演。